算法学习(1)八大排序

均为从小到大排序

 

1.冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sorting)的基本思想是:通过对待排序序列从前向从下标较小的元素开始),依次比较相邻元素的若发现逆序则交换,使大的元素逐渐从移向后部,就象水底下的气泡一样逐渐向上冒

优化

因为排序的过程中,各元素不断接近自己的位置,如果一趟比较下来没有进行过交换,就说明序列有序,因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换。从而减少不必要的比较

原始代码

public static void  Bubbling(int[] arr){
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>0;i--){
            for (int j=0;j<i;j++){
                if (arr[j]>arr[j+1]){
                    temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                }
            }
        }
    }

优化

    public static void  Bubbling(int[] arr){
        boolean flag=true;
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>0;i--){
            flag=true;
            for (int j=0;j<i;j++){
                if (arr[j]>arr[j+1]){
                    temp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=temp;
                    flag=false;
                }
            }
            if (flag){
                break;
            }
        }
    }

2 选择排序

选择排序(select sorting)也是一种简单的排序方法。它的基本思想是:第一次arr[0]~arr[n-1]中选取最小值,arr[0]交换,第二次arr[1]~arr[n-1]中选取最小值,arr[1]交换,第三次arr[2]~arr[n-1]中选取最小值,arr[2]交换,,第iarr[i-1]~arr[n-1]中选取最小值,arr[i-1]交换,…, n-1arr[n-2]~arr[n-1]中选取最小值,arr[n-2]交换,总共通过n-1次,得到一个按排序码从小到大排列的有序序列

public  static  void Selective(int [] arr){
        int index,temp;
        for (int i=0;i<arr.length-1;i++){
            index=i;
            for(int j=i;j<=arr.length-1;j++){
                if (arr[index]>arr[j]){
                    index=j;
                }
            }
            if(index!=i) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[index];
                arr[index] = temp;
            }
        }
    }

3 插入排序

入排序(Insertion Sorting)的基本思想是:把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表,开始时有序表中只包含一个元素,无序表中包含有n-1个元素,排序过程中每次从无序表中取出第一个元素,把它的排序码依次与有序表元素的排序码进行比较,将它插入到有序表中的适当位置,使之成为新的有序表。

 

    public static  void insert(int[] arr){
        for (int i=1;i<arr.length;i++){
            int index=i;
            int temp;
            while (true){
                if (arr[index]<arr[index-1]){
                    temp=arr[index];
                    arr[index]=arr[index-1];
                    arr[index-1]=temp;
                    index--;
                    if(index==0){
                        break;
                    }
                }else {
                    break;
                }
            }
        }
    }

4  希尔排序(这个算法最优,也最难写,调了半天,老夫觉得很牛掰)

希尔排序法介绍

尔排序是希尔(Donald Shell)于1959年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种插入排序,它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本,也称为缩小增量排

希尔排序法基本思想

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止

代码

public  static void  Shell2(int[] arr){

    int step=arr.length/2;
    int temp;
    while (step>0){
        for (int i=step;i<arr.length;i++){
            int j=i;
            temp=arr[j];

          while (temp<arr[j-step]){
          
               arr[j]=arr[j-step];
               arr[j-step]=temp;
               j-=step;
               if (j-step<0){
                   break;
               }
           }
        }
        step/=2;
    }
}

5 快速排序

 public static void  quickSort(int[] arr ,int left,int right){
        int l=left;
        int r=right;
        int temp=arr[left];
        while (l<r){
            while (l<r&& arr[r]>=temp){
                r--;
            }
            if (l<r){
                arr[l]=arr[r];
                l++;
            }
            while (l<r&&arr[l]<=temp){
                l++;
            }
            if (l<r){
                arr[r]=arr[l];
                r--;
            }
        }
        arr[l]=temp;
        if(l-1>left){
            quickSort(arr,left,l-1);
        }
        if(r+1<right){
            quickSort(arr,r+1,right);
        }
    }

6 归并排序

并排序(MERGE-SORT)是利用归并的思想实现的排序方法,该算法采用经典的分治divide-and-conquer)策略(分治法将问题(divide)成一些小的问题然后递归求解,而(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起,即分而治之)

    public static void mergeSort(int arr[],int left,int right,int[] temp){
        if(left<right){
           int mid=(left+right)/2;
            mergeSort(arr,left,mid,temp);
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
            merge(arr,left,mid,right,temp);
        }
    }
    public  static void merge(int[] arr,int left,int mid ,int right,int[] temp ) {
        int l = left;
        int j = mid + 1;
        int t = 0;
        while (l <= mid && j <= right) {
            if (arr[l] <= arr[j]) {
                temp[t] = arr[l];
                t++;
                l++;
            } else {
                temp[t] = arr[j];
                t++;
                j++;
            }
        }
        while (j <= right) {
            temp[t] = arr[j];
            t++;
            j++;
        }
            while (l <= mid) {
                temp[t] = arr[l];
                t++;
                l++;

            }
            t=0;
            for (int i = left; i <= right; i++) {
                arr[i] = temp[t];
                t++;
            }
        }
    }

7 基数排序(桶排序)

将所有待比较数值统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列

  public  static  void redixSort(int[] arr){
    //先求出最大数的位数
        int max=arr[0];
        for (int i=1;i<arr.length;i++){
            if (max<arr[i]){
                max=arr[i];
            }
        }
        int length=(max+"").length();
        int [][] bucket=new int[10][arr.length];
        int[] bucketCounts=new int[10];
        for (int i=0;i<length;i++){
           for (int j=0;j<arr.length;j++){
               int f=(int)Math.pow(10,i);
               int c=arr[j]/f%10;
               bucket[c][bucketCounts[c]]=arr[j];
               bucketCounts[c]++;
           }
           //将桶中所有元素复制到arr
            int index=0;
            for (int k=0;k<bucketCounts.length;k++){
             if(bucketCounts[k]!=0){
                 for (int t=0;t<bucketCounts[k];t++){
                     arr[index++]=bucket[k][t];
                 }
                 bucketCounts[k]=0;
             }
            }
        }
    }

 

8  堆排序  (本宝宝觉得这个最难

排序的基本思想是

1)待排序序列构造成一个大顶

2)时,整个序列的最大值就是堆顶的根节点

3)其与末尾元素进行交换,此时末尾就为最大值

4)后将剩余n-1个元素重新构造成一个堆(这个地方的部分建堆是效率的最大提升点,很多博客讲堆排序这里都是重新完整建堆,效率率极其低下,这个地方是精髓),这样会得到n个元素的次小值。如此反复执行,便能得到一个有序序列了。

 

以看到在构建大顶堆的过程中,元素的个数逐渐减少,最后就得到一个有序序列了.

 public static void heapSort(int [] arr){
        int temp=0;
        for (int i=arr.length-1;i>=0;i--){
            adjust(arr,i,arr.length);
        }
        for (int j=arr.length-1;j>=0;j--){
            temp=arr[j];
            arr[j]=arr[0];
            arr[0]=temp;
            adjust(arr,0,j);
        }
    }
    public static  void adjust(int [] arr ,int i ,int size){
        int temp=arr[i];
        for (int k=2*i+1;k<size;k=2*k+1){
            if(k+1<size&&arr[k]<arr[k+1]){
                k++;
            }
        if(arr[k]>temp){
            arr[i]=arr[k];
            i=k;
        }else{
            break;
        }
        }
        arr[i]=temp;
    }
    }

 

 

 

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